火力发电厂厂用电气控制系统综述

（陕西国防工业职业技术学院， 陕西 710300）

随着我国网络通信技术以及软件技术的不断发展，发电厂的厂用电气控制系统（ECS系统）也在各火力发电厂中得到了广泛的应用。这种系统能够对火力发电厂的电气运行情况起到良好的监测控制，从而实现保护、测量、计量、控制以及分析等多项功能，借此获得良好的厂用电气控制效果。

1 ECS系统发展现状

1.1 发展历程

目前我国火电厂采取的厂用电气控制设备大多属于独立运行的状态，各设备的控制职能无法有效地协调和融合，部分信息无法进行有效地共享，这导致了设备控制效果无法满足火电厂的实际发展需求。随着我国科学技术的不断发展，大部分厂用电气自动化产品已从集成电路型开始转变为微机型，电厂的管理自动化水平得到了一定程度的提升。在1998年左右，针对厂用电气控制系统该朝着哪个方向发展曾经出现过一定程度的分歧。一种观点认为需要进行DCS功能的扩展，并在此基础上来实现电气二次设备的功能；另一种观点则认为需要通过通信方式接入到DCS系统中，借此来实现DCS在内的综合投资，并需要在此过程中构建电气后台应用系统，从而提升厂用电力系统的自动化运行水平。

1.2 传统DCS系统的应用缺陷简析

传统的DCS管理技术还存在着以下几点不足之处：①随着电气自动化水平的不断提升，直接交流采样技术得到了广泛的应用，其具有精度高、速度快的应用优势，但是DCS系统需要对电压电流经过变送器转化之后才能够接入到系统中，并且存在有二次接线复杂、造价较高以及抗干扰能力过差的应用缺陷。②在厂用电气系统的运行过程中，电气暂态过程较快，控制处理时间还需要保持在毫秒级，但是DCS系统的反应时间还处于秒级这一阶段，难以充分满足厂用电气系统的各种控制需求。③DCS系统多是按点收费的，对于温度、压力或者电流量等信息点需要提供一路专用的电缆芯来进行控制，这种控制模式会导致大量的控制电缆被耗费，浪费了大量的空间以及施工时间。④DCS系统对于电气测点有着一定的限制性，这导致了电气系统自身的故障诊断与分析、经济性分析等诸多功能都无法得到有效的实现，直接制约了火电厂电气系统的运行与管理水平。

1.3 现有ECS系统的构成简析

近年来我国的网络通信技术得到了迅速的发展，现场总线以及工业以太网等系统在变电站综合自动化系统中也得到了较为广泛的应用，自2000年以来，我国部分电力自动化制造厂家跟电力规划设计部门也对传统的ECS方案进行了不断的优化与完善，形成了现阶段的ECS系统，其主要分为以下三层。

①间隔层：间隔层主要包含有各种具备有专业化功能的智能装置，具体的设备有厂用电中压6KV/10KV系统系列保护测控装置、厂用电低压400V系统智能控制器跟测控装置以及厂用电源快速切换装置等等。这些智能装置多是借助于嵌入式软硬件开发的模式来实现的，并具备有现场总线或者以太网多外通信接口等。间隔层实现了整个厂用电气系统的有效控制，提升了整个控制过程的智能化水平。

②通信管理层：一般情况下通信管理层能够实现各种智能设备之间的信息交流工作，并能够协助其控制功能得以最大限度的发挥。在现阶段，该层多是通过以太网和现场总线的模式来实现信息的通信，从而获得良好的厂用电控制系统管理效果。

③站控层：站控层主要包含有各种专业应用软件和计算机软件，其也是厂用电气控制系统得以顺利应用的重要保障。在站控层中专用的应用软件有数据采集和监控、厂用电抄表、录波分析以及电动机故障自动化诊断等应用功能软件，而计算机硬件装置则主要有服务器以及工作站等等。这些硬件和软件能够实现后台系统以及发电厂的其他管理系统通过通信接口软件来进行各种运行数据的有效与快速传输，从而对整个厂用电气系统进行全面有效的控制。

2 我国ECS系统应用现状简析

近年来，国内外在ECS领域中已经取得了良好的研发效果，相关的研发产品也比较成熟，例如ABB的R=TROL-F励磁调节装置以及CE的电动机综合管理继电器等等，这些产品具有工艺好、质量稳定、通信接口能够充分满足国际规范的应用优势，但是应用国外产品来进行火电厂的厂用电气控制存在有价格昂贵以及无法充分满足国内火电厂实际运行需求的问题，这导致了国外产品在国内难以获得良好的应用。

此外，国外厂家在通信联网构成系统以及后台应用软件开发等多个方面还存在着明显的劣势，而火电工程的差异性导致了接入设备存在有较大的区别。因此，不同的设备在运行过程中其通信接口类型也不尽相同，存在有多种非标准接口。与此同时，部分系统的实施过程中存在有大量的工程定制和客户化定制的内容，导致了国外厂家所研发的ECS系统无法充分满足我国火电厂厂用电气控制的实际需求。

现阶段我国的ECS供应商多是以国外厂家为主，但是由于国内外火电厂运行性能以及运行模式的差异性，其自动化程度不尽相同，在具体的系统功能和系统性能方面也有着一定的区别。基于此，我国电力自动化设备生产厂商要及时切合市场大环境，加强对ECS系统的研发力度，开发适合我国电力行业的新型ECS系统。

3 发展展望

为了充分满足国内火电厂对于ECS系统的实际需求，要在应用现场总线和网络通信技术的基础上，来对现有的发电厂厂用系统进行全面的优化与完善，可以通过以下两点来实施：①实现对厂用电气的全通信控制，但是介于通信速度和系统可靠性还存在有一定距离，现阶段的ECS系统在跟DCS系统连接过程中存在有一定的硬接线，因此需要对热工工艺连锁问题进行有效的解决，借此来达到全面控制的效果。②我国现阶段的电气后台系统在具体应用过程中的性能还不够完善，同时又只有较为基本的运行监视功能，因此需要从提升电气控制水平和系统运行管理水平等方面入手，提高ECS的应用性能。

4 结束语

随着我国火电行业的不断发展，电厂对于厂用电气控制系统的要求也逐渐提高。然而现阶段ECS系统在应用过程中还存在较多的问题，难以获得良好的全面监控效果。针对这一问题，要求各企业以目前国内火电厂的发展现状为基础，针对各火电厂具体需求对现有的ECS系统进行不断的优化与完善，提高火电厂的自动化运行水平，保证我国电力行业的持续稳定发展。

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